XIV Международная студенческая научная конференция Студенческий научный форум - 2022

Одним из требований к освоению предметной области «Математика и информатика», согласно Федеральному государственному образовательному стандарту начального общего образования, является овладение основами алгоритмического мышления, записью и выполнением алгоритмов, умением действовать в соответствии с алгоритмом и строить простейшие алгоритмы[4].

Цель: изучение способов развития алгоритмического мышления у школьников на уроке информатики.

Роль обучения информатике в развитии мышления обусловлена современными разработками в области методики моделирования и проектирования, особенно в объектно-ориентированном моделировании и проектировании, опирающемся на свойственное человеку понятийное мышление. Способность любой предметной области выделить систему понятий, представить их в виде совокупности атрибутов и действий, описать алгоритмы действий и схемы логического вывода улучшает ориентацию человека в этой предметной области и свидетельствует о его развитом мышлении.

Курс информатики может рассматриваться как часть курса математики, немаловажная цель которого – формирование у школьников основ алгоритмического мышления. Мыслить алгоритмически – уметь решать задачи различного происхождения, требующие составления плана действий для достижения желаемого результата.

Чтобы понять алгоритмическое мышление, важно определить, что такое алгоритм. Само слово «алгоритм» появилось после того, как книгу ученого перевели на латинский язык в Египте. Современное определение алгоритма в информатике – это описание действий, последовательное выполнение которых позволяет решить поставленную задачу за конкретное количество шагов.

В научной литературе есть множество определений алгоритмов, особенно в области информатики. Дэвид Харел описывает алгоритмику как «нечто большее, чем просто раздел информатики». Это в гораздо большей степени «ядро информатики», имеющее отношение многочисленные естественные науки. Тем не менее, алгоритмы используются именно в тех дисциплинах, где использование компьютеров выигрывает [1].

Определение, которое дает в своей книге Н.А. Криницкий, звучит так: алгоритм – это правило, сформулированное на некотором языке и определяющее процесс переработки допустимых исходных данных в искомые результаты [3].

Алгоритмическое мышление как концепция впервые появилось в преподавании информатики, но сегодня очевидно, что концепция алгоритмического мышления важна в повседневной жизни, так как базовые знания в области информатики важны в повседневной жизни, например, для настройки бытовой техники. Несомненно, алгоритмическое мышление является важной частью интеллектуальной деятельности человека. Следует отметить, что концепция была разработана в период структурированного программирования.

Хорошо развитое алгоритмическое мышление очень важно для разработки компьютерных программ. Если ученик не обладает навыками алгоритмического мышления, то даже знание одного или нескольких языков программирования будет бесполезно. Этот факт объясняет ситуацию, когда ученик хорошо разбирается в информатике, но не может использовать ее для решения новой задачи. Например, даже если кто-то хорошо знает цикл предварительного тестирования, он может не вычислить сумму ряда чисел.

А.И. Газейкина интерпретирует алгоритмическое мышление как специфический стиль мышления, требующий навыков разработки алгоритмов, который требует мысленных схем, чтобы видеть проблему в целом и решать ее более крупными блоками с дальнейшей детализацией и описанием процесса достижения конечного результата [2]

Возможность мыслить алгоритмически особенно полезна при программировании на компьютере. На первый взгляд может показаться, что алгоритмическое мышление не играет большой роли в начальной школе. Но если посмотреть на свойства алгоритмов и аспекты, составляющие алгоритмическое мышление, можно найти много контента на начальном уровне, который требует алгоритмического мышления. Однако, алгоритмическое мышление в начальной школе нужно проиллюстрировать примерами[1].

Алгоритм в начальной школе можно встретить не только на уроках информатики. Такие учебные предметы как «Математика», «Русский язык», «Окружающий мир» тоже оперируют этим понятием. Но важно отметить, что чаще оно дается на интуитивном уровне, без использования термина.

Занятия по формированию навыков алгоритмического мышления приносят огромную пользу ученикам вне зависимости от того, используются при этом компьютеры или нет.

Позднее, когда дети начнут работать с компьютерными программами, управлять роботами, электронными игрушками, им станет понятно, почему алгоритмы занимают такое важное место в нашей жизни вообще и при работе с компьютером в частности.

Ученики, которые мыслят алгоритмически, могут распознать, например, что умножение – это повторное сложение. Проблема разбита на небольшие отдельные шаги, чтобы прийти к решению.

3 х 4 = 4 + 4 + 4 = 12

Расчет римскими числами также требует алгоритмического мышления. Римские цифры декодируются и разбиваются на более мелкие арифметические действия, которые приводят к решению.

XXII = 10 + 10 + 1 + 1 = 22

Процесс полуписьменных вычислений явно требует алгоритма и алгоритмического мышления.

328 · 25 = 328 · 100 : 4 = 328 : 4 · 100 = 8200

Даже если упомянутые примеры не требуют компьютерного программирования, для решения проблемы необходимо алгоритмическое мышление. Список примеров задач начального уровня, требующих алгоритмического мышления, может быть расширен. Благодаря таким задачам формируется и развивается алгоритмическое мышление.

Освоение алгоритмического стиля мышления представляет значительную трудность для школьников в курсе информатики. Далее будут представлены комплексы задач разного уровня сложности, оказывающие помощь в решении этой проблемы.

Знакомство с понятием алгоритма на уроках информатики начинается с алгоритмических и логических задач, а именно:

задачи на переправы;

задачи на переливания;

задачи, решаемые с помощью построение кругов Эйлера;

задачи на нахождение искомого предмета, веса;

задачи на определение закономерности в построении последовательности чисел;

задачи на установление последовательности;

задачи на установление закономерности.

Данные задачи позволяют:

Провести пропедевтику циклических, условных структур, метода нисходящего проектирования.

Обеспечить индивидуальный подход к ученикам разной степени подготовленности.

Использовать эти задачи для домашних, самостоятельных работ и внеурочных занятий.

Продолжить формирование комплексов собственными задачами.

Включить учащихся в процесс конструирования задач.

Таким образом, представленные задания могут быть использованы для развития у учащихся алгоритмического и логического мышления.

Умение организовать деятельность по решению задач, разделить задачу на более мелкие подзадачи, составить необходимую последовательность действий – все это означает способность разработать алгоритм решения. Алгоритмическое мышление универсально, применимо в любой профессиональной сфере, а его основы должны быть заложены при изучении курса общеобразовательной школы.

Список использованных источников

Harel, D. Algorithmics: The Spirit of Computing, 2nd ed. Addison-Wesley, Reading, MA, 1992.– 6с.

Газейкина А.И. // Информационные технологии в образовании. 2006. Режим доступа: http://ito.edu.ru/2006/Moscow/I/1/I-1-6371.html.

Криницкий Н.А. Алгоритмы вокруг нас/ Н. А. Криницкий. – Москва: Наука. Главная редакция физико-математической литературы, 1984. – 224с.

ФГОС Начальное общее образование. Приказ Минобрнауки России от 06.10.2009 N 373 (ред. от 11.12.2020) https://fgos.ru/fgos/fgos-noo (дата обращения 11.12.2021)

Код для цитирования: Скопировать